Massensterben in der Geschichte des Lebens: Bedeutung der DART-Missionen Artemis Moon und Planetary Defense der NASA  

Evolution und Aussterben neuer Arten gehen seit Beginn des Lebens auf der Erde Hand in Hand. Allerdings kam es in den letzten 500 Millionen Jahren zu mindestens fünf Episoden großflächigen Aussterbens von Lebensformen. In diesen Episoden wurden mehr als drei Viertel der vorhandenen Arten ausgerottet. Diese werden als globales Aussterben oder globales Aussterben bezeichnet Masse Aussterben. Der fünfte Masse Das Aussterben war die letzte derartige Episode, die vor etwa 65 Millionen Jahren in der Kreidezeit stattfand. Dies wurde durch einen Asteroideneinschlag verursacht. Die daraus resultierenden Bedingungen führten zur Vernichtung der Dinosaurier von der Erdoberfläche. Es wird vermutet, dass sich die Erde in der aktuellen Anthropozän-Periode (d. h. der Periode der Menschheit) bereits im Sechsten oder kurz davor befindet Masse Aussterben aufgrund vom Menschen verursachter Umweltprobleme (wie Klimawandel, Umweltverschmutzung, Abholzung, globale Erwärmung usw.). Darüber hinaus können Faktoren wie nukleare, biologische oder andere Arten von Kriegen/Konflikten sowie natürliche Umweltkatastrophen wie Vulkanausbrüche oder Asteroideneinschläge ebenfalls ein Massensterben auslösen. Ausbreitung in Raum ist eine Möglichkeit, mit den existenziellen Herausforderungen der Menschheit umzugehen. NASADas ist Artemis Mond Mission ist ein Anfang in Richtung Tiefe Raum menschliche Besiedlung durch zukünftige Kolonisierung der Mond und Mars. Planeten- Die Verteidigung durch Ablenkung eines Asteroiden von der Erde ist eine weitere Strategie, die in Betracht gezogen wird. Die DART-Mission der NASA ist der erste derartige Asteroidenablenkungstest, bei dem nächsten Monat versucht wird, einen erdnahen Asteroiden abzulenken. 

Die Umgebung hat sich ständig verändert. Dies hatte einen zweigleisigen Effekt auf die Lebensformen – und gleichzeitig einen negativen Selektionsdruck gegen diejenigen, die nicht überlebensfähig waren Umwelt führte zum Aussterben, andererseits begünstigte es das Überleben der Lebensformen, die flexibel genug waren, sich an neue Bedingungen anzupassen. Dies führte schließlich zum Höhepunkt der Evolution neuer Arten. Daher hätten Aussterben und Entwicklung neuer Lebensformen seit Beginn des Lebens auf der Erde fast nahtlos Hand in Hand gehen müssen Die Erde .  

Die Geschichte der Erde war jedoch nicht immer reibungslos. Es gab Fälle von dramatischen und drastischen Ereignissen, die starke nachteilige Auswirkungen auf Lebensformen hatten und zu einem großflächigen Artensterben führten. „Globales Aussterben“ oder „Massensterben“ ist der Begriff, der verwendet wird, um Episoden zu beschreiben, in denen etwa drei Viertel der bestehenden Biodiversität in einem relativ kurzen geologischen Zeitraum ausgestorben sind. In den letzten 500 Millionen Jahren gab es mindestens fünf Fälle von großflächigem Massensterben¹.  

Tabelle: Erde, Massensterben von Arten und Menschheit  

Diese „Big Five“-Aussterben wurden auf der Grundlage der Analyse einer Datenbank über Tausende von Fossilien wirbelloser Meerestiere beschrieben.  

Im Kambrium (vor 541-485 Millionen Jahren) gab es eine wilde Explosion neuer Lebensformen. Darauf folgte das erste Massensterben des Lebens auf der Erde, das vor 400 Millionen Jahren in der Ordovizium-Silur-Zeit stattfand. Dies führte zum Aussterben von mehr als 85 % der biologischen Vielfalt der Meere infolge des Klimawandels aufgrund der globalen Abkühlung des tropischen Ozeans, gefolgt von einem Rückgang des Meeresspiegels und dem Verlust von Lebensräumen in tief liegenden Gebieten. Das zweite Massensterben ereignete sich vor 365 Millionen Jahren im Devon, was anscheinend auf die Verringerung der Sauerstoffkonzentration im Wasser bei hohem Meeresspiegel zurückzuführen ist. Vulkanische Aktivität wird derzeit als ursächlicher Faktor für das zweite Aussterben angesehen¹.   

Das dritte Massensterben oder Perm-Trias-Aussterben geschah vor etwa 250 Millionen Jahren in der Perm-Trias-Periode. Dies wird auch Großes Sterben genannt, weil mehr als 90 Prozent der Arten der Erde eliminiert wurden. Ursächlich hierfür war der drastische Klimawandel nach der raschen Erderwärmung durch massive Freisetzung von Treibhausgasen, insbesondere die Versechsfachung von CO₂ in der Atmosphäre^1,2. Dies erklärt auch die Verursachung des vierten Massenaussterbens oder Trias-Jura-Aussterbens vor 210 Millionen Jahren, bei dem viele große Tiere ausgelöscht wurden, um den Weg für das Gedeihen der Dinosaurier frei zu machen. Massive Vulkanausbrüche scheinen das Ereignis zu sein, das mit diesen beiden großen Aussterben verbunden ist.  

Das jüngste Aussterben am Ende der Kreidezeit (oder Kreide-Paläogen-Aussterben oder Fünftes Massenaussterben) ereignete sich vor etwa 65.5 Millionen Jahren. Dies war eines der größten Massenaussterben in der Geschichte des Lebens, bei dem alle Nicht-Vogel-Dinosaurier vollständig ausgerottet wurden. Es gab sowohl Vogeldinosaurier als auch Nichtvogeldinosaurier. Vogeldinosaurier waren Warmblüter, während Nicht-Vogeldinosaurier Kaltblüter waren. Fliegende Reptilien und Nicht-Vogel-Dinosaurier erlitten ein völliges Aussterben, während die phylogenetischen Nachkommen der Vogel-Dinosaurier bis heute überleben und das abrupte Ende des Zeitalters der Dinosaurier markieren. Zu dieser Zeit kam es zu massiven Umweltveränderungen aufgrund des Einschlags eines großen Asteroiden auf der Erde in Chicxulub, Mexiko, und aufgrund gewaltiger Vulkanausbrüche, die in einem Klimawandel gipfelten, der zum Austrocknen der Nahrungsversorgung führte. Der Einschlag eines Asteroiden verursachte nicht nur Schockwellen, einen großen Hitzeimpuls und Tsunamis, sondern setzte auch große Mengen Staub und Trümmer frei Atmosphäre Dies verhinderte, dass das Sonnenlicht die Erdoberfläche erreichte, wodurch die Photosynthese nahezu zum Erliegen kam und der Winter verlängert wurde. Der Mangel an Photosynthese führte zur Zerstörung von Primärproduzenten wie Phytoplankton und Algen sowie von abhängigen Tierarten^1,3. Der Einschlag von Asteroiden war der Hauptgrund für das Aussterben, aber Vulkanausbrüche zu dieser Zeit trugen einerseits zum Massensterben bei, indem sie die Dunkelheit und den Winter weiter verschlimmerten, indem sie Rauch- und Staubwolken in die Atmosphäre schleuderten. Andererseits führte es auch zu einer Erwärmung durch Vulkanismus⁴. In Bezug auf das vollständige Aussterben der gesamten Familie der Nicht-Vogel-Dinosaurier legt die Untersuchung der Physiologie der Nachkommen von Vogel-Dinosauriern nahe, dass es aufgrund eines Mangels an Vitamin D3 (Cholecalciferol) in den sich entwickelnden Embryonen in Eiern zu einem Versagen der Reproduktion kam, was zuvor zum Tod führte Schraffur⁵.  

In der gegenwärtigen Anthropozän-Periode (dh der Periode der Menschheit) argumentieren einige Forscher, dass aufgrund von menschengemachten Umweltproblemen wie Klimawandel, Umweltverschmutzung, Entwaldung, globale Erwärmung usw. bereits ein sechstes Massensterben im Gange ist. Darauf basiert auf Schätzungen der aktuellen Aussterberaten von Arten, die sich in einem ähnlichen Bereich wie die Artensterben bei früheren Massenaussterben befinden¹. Tatsächlich bestätigen die Ergebnisse einer anderen Studie, dass die derzeitigen Aussterberaten der biologischen Vielfalt weit höher sind als die Aussterberaten für die fünf früheren Massensterben, die aus dem Fossilienbestand stammen ^6,7,8 und die Erhaltungsinitiativen scheinen nicht viel zu helfen⁸. Darüber hinaus gibt es andere vom Menschen verursachte Faktoren wie Atomkrieg/Katastrophe, die das Potenzial haben, ein Massensterben auszulösen. Trotz globaler kollektiver Schritte und konsequenter Bemühungen um Abrüstung, Abschwächung des Klimawandels, Reduzierung der Kohlenstoffemissionen und Artenschutz schlagen einige Forscher vor, das Ausmaß des menschlichen Unternehmens, die Schrumpfung der menschlichen Bevölkerung durch eine weitere Verringerung der Geburtenraten und das Ende des Wachstums zu verringern Manie'⁹.  

Wie beim letzten Aussterben am Ende der Kreidezeit ergeben sich auch bei künftigen Umweltkatastrophen mögliche Auswirkungen Raum und/oder durch massive Vulkanausbrüche können auch eine ernsthafte existenzielle Herausforderung für die Menschheit darstellen, denn auf lange Sicht, wie jeder Planet, Die Erde wird durch Einschläge gefährdet Raum (sowie durch Vulkanausbrüche), die in der Einstellung der Photosynthese aufgrund längerer Dunkelheit gipfeln, wodurch alle Primärproduzentenpflanzen und abhängigen Tierarten dezimiert werden. 

Kolonisierung der Tiefe Raum und das Ablenken erdgebundener Asteroiden von der Erde sind zwei mögliche Reaktionen der Menschheit auf die existenziellen Bedrohungen durch Einschläge Raum. NASA Artemis Mond Mission ist ein Anfang in Richtung Tiefe Raum menschliche Behausung, um den Menschen zu einem Multi-Planet Spezies. Dieses Programm wird nicht nur eine langfristige menschliche Präsenz auf und in der Umgebung schaffen Mond sondern erteilen auch Lektionen zur Vorbereitung auf menschliche Missionen und Besiedlungen Mars. Die Artemis-Mission wird dort ein Basislager errichten lunar Oberfläche, um Astronauten ein Zuhause zum Leben und Arbeiten zu bieten Mond. Dies wird das erste Mal sein, dass Menschen auf der Oberfläche eines anderen Himmelskörpers leben¹⁰. NASA Planeten- Die Verteidigungsmission DART soll eine Methode testen, um einen Asteroiden von der Erde abzulenken. Beide Raum Missionen sind vielversprechend für die Linderung existenzieller Herausforderungen für die Menschheit, die durch die Auswirkungen von verursacht werden Raum. 

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DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2208231

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References:  

1. Khlebodarova TM und Likhoshvai VA 2020. Ursachen des globalen Aussterbens in der Geschichte des Lebens: Fakten und Hypothesen. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 Jul;24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. et al. Sechsfacher Anstieg des atmosphärischen pCO2 während des Massensterbens in der Perm-Trias. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Der Chicxulub-Asteroideneinschlag und das Massensterben an der Kreide-Paläogen-Grenze. WISSENSCHAFT. 5. März 2010. Band 327, Ausgabe 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Asteroideneinschlag, nicht Vulkanismus, verursachte das Aussterben der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit. Veröffentlicht am 29. Juni 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Warum sind die Dinosaurier ausgestorben? Könnte ein Mangel an Cholecalciferol (Vitamin D3) die Antwort sein? Zeitschrift für Ernährungswissenschaft, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Hat das sechste Massensterben der Erde bereits begonnen? Natur. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Beschleunigte moderne, vom Menschen verursachte Artenverluste: Eintritt in das sechste Massensterben. Wissenschaft. Erw. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. Das sechste Massensterben: Tatsache, Fiktion oder Spekulation? Biologische Bewertungen. Band 97, Ausgabe 2. April 2022 Seiten 640-663. Erstveröffentlichung: 10. Januar 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. und Ehrlich P., 2022. Den Abfluss umkreisen: die Aussterbekrise und die Zukunft der Menschheit. Veröffentlicht: 27. Juni 2022. Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Wissenschaftlicher Europäer. Veröffentlicht am 11. August 2022. Verfügbar unter http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

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